Ett snabbt program för automatiserad analys av mikroorganismsamhällen
Populärvetenskaplig sammanfattning
Jakob Willforss
Handledare: Björn Canbäck
Examinator: Johan Svensson Bonde
Mikroorganismer finns överallt i vår omgivning. De lever i alla tänkbara miljöer, från i våra
kroppar till i vårt dricksvatten. Olika organismer trivs under olika förhållanden. Vi kan
studera vilka organismer som lever på en viss plats för att lära oss om deras omgivning.
Men för att göra det måste vi ha rätt verktyg.
Mikroorganismer är organismer så små att de
inte går att se med blotta ögat. Större delen av
allt levande utgörs av dessa små osynliga
organismer. Faktum är att vi har fler
mikroorganismer i våra kroppar än celler. De är
samtidigt betydligt mindre än cellerna.
Dessa små organismer, och hur de interagerar
med sin omgivning, har en stor betydelse. Vi kan
använda dem som indikator på hur den miljö de
lever i ser ut. Till exempel kan vi undersöka vilka
organismer vi har i munnen för att dra slutsatser
om huruvida vår mun är frisk. Vi kan också kolla
efter speciella bakterier i vårt dricksvatten. Vissa
bakterier används som indikatorer på att det kan
finnas ämnen i vattnet som inte är hälsosamma
för oss människor.
Hur studerar man osynliga organismer?
Ett sätt att se vilka organismer som finns i en
viss miljö är att titta på en gen som finns hos alla
arter. Gener är delar av DNAt som bland annat
kan beskriva hur ett protein ska se ut. En gen
som ofta används för att studera
mikroorganismer är 16S rRNA, vilken är med
och bygger upp ribosomen. Ribosomen är den
del av cellen som bygger dess proteiner, och
finns i allt levande. Kan man läsa av genen hos
de organismer som finns i till exempel munnen,
går de jämföra med kända varianter av genen
för att se om man kan hitta liknande där.
Automatisera analysen
Att köra datorprogrammen ett och ett kan vara
både komplicerat och ta lång tid. Det jag i det
här projektet gjort är ett program som
automatiserar analysen så att man bara behöver
det programmet. Sedan sköter det körningarna
av övriga program.
Delarna som körs av programmet har valts för
att vara så snabba som möjligt, vilket gör att en
komplett analys av miljontals DNA-sekvenser
går att genomföra på ett fåtal timmar. Dessutom
har jag tillsammans med programmet utvecklat
en hemsida genom vilken man kan köra en
analys. Detta gör att man inte behöver installera
något på datorn för att köra programmet. Det
räcker att man har tillgång till en webbläsare.
Förhoppningen är att programmet kommer att
underlätta för biologer som snabbt och lätt vill se
vilka organismer som finns i deras prover, utan
att behöva lägga tid på att lära sig att använda
komplicerade datorverktyg.
För att undersöka vilka gener som finns behöver
man på något sätt läsa av deras DNAsekvenser. Detta går att göra genom att först
kopiera just den delen av DNAt från alla
mikroorganismer i provet. Dessa sekvenser går
sedan att läsa av med en metod kallad DNAsekvensering. Detta ger en fil som innehåller en
mängd gensekvenser från organismerna.
Nu kan man köra en rad av datorprogram som
var och en analyserar informationen på något
sätt. Målet är att i slutänden presentera
informationen på ett sätt som ger en människa
insikt i vilka mikroorganismer som finns i provet.
Figur 1 – Exempel på visualisering av ett
mikroorganismsamhälle
